Цель работы

Знакомство с назначением основных программных модулей, характеристиками и основными этапами прохождения проекта приемами работы в системе автоматизированного проектирования печатных плат PCAD 2002. 

Экраны графических редакторов

Экраны программных модулей P-CAD 2002 организованы по единому образцу. Небольшие отличия касаются только специфики решаемых модулями задач, что упрощает процесс изучения и ра­боты с системой. Поэтому общий вид экрана программных моду­лей P-CAD 2002 рассмотрим на примере экрана графического ре­дактора P-CAD Schematic (рис. 3.2).

В верхней части экрана на синем фоне строки заголовка окна указывается название запущенной программы и имя проекта, с которым ведется работа.

В следующей строке помещено меню основных команд

редактора. Выбранная команда выполняется установкой на нее курсора и щелчком левой кнопкой (ЛК) мыши. В результате открывается со­ответствующее выпадающее меню.

Горизонтальная панель инструментов содержит пиктограммы системных команд, а вертикальная панель - команды. Здесь же могут быть различные панели инструментов про­граммного модуля, местоположение которых определяется пользо­вателем.

В левой части экрана вертикально расположены кнопки (пиктограммы), предна­значенные для быстрого вызова наиболее часто употребляемых команд размещения объектов на рабочем поле экрана.

В поле рабочего окна располагают символы принципиальных схем и собственно схемы, составленные из символов, электрических соеди­нений, шин и т.п. Справа и снизу от этого поля имеются полосы прокрутки, предназначенные для перемещения изображения на экране.

Вторая строка снизу на экране - строка сообщений, на которую выводится информация, связан­ная с выполняемой командой.

Самая нижняя строка - строка состояний. Значения полей строки  состояния (слева направо) перечисляются ниже.

v Координаты X

и Y - числа в полях указывают текущие координаты курсора.

Перемещение курсора в заданную пользователем точку про­изводится следующим образом. Если активизирован режим выбора объекта (команда Edit/Select), то нажатие клавиши J передает управ­ление полю X. На клавиатуре можно набрать значение координаты X, затем нажать клавишу Tab, набрать значение Координаты Y

и нажать клавишу Enter. В результате указанных действий курсор перемес­тится в заданную точку. Если выбрана одна из команд размещения Place, то можно указанными выше операциями расположить объект в заданную точку.           

Значения координат вводят в милах (mil), миллиметрах (mm) или в дюймах (inch). Выбор системы единиц измерения производится при выполнении» команды  Options/Configure/Units. Если координаты точ­ки заданы в mil, то точность - один десятичный знак, а если в мм - три десятичных знака после запятой.



v     Кнопка переключения типа сетки, имеющая два значения: абсолютную Abs

и относи­тельную Rel сетки.

v     Абсолютная сетка Abs имеет начало координат в нижнем левом углу рабочего поля. Относительная сетка Rel может иметь начало координат в любой точке рабочего поля, указан­ной пользователем. Сетка Rel

включается в том случае, если в окне команды Options/Grids

активен режим Prompt for Origin.

v     Значение шага сетки устанавливается щелчком ЛК мыши по кнопке выбора, находящейся справа от поля шага сетки. При этом разворачивается список значений шагов сетки, в котором можно выбрать нужное значение курсором. Набор шагов сеток устанавливается в поле Grid Spacing после выполнения команды Options/Grids.

v     При активизации кнопки записи макрокоманд М

(или клавиши - М) начинается запись во временный файл всех выполняемых команд (запоминается вся последовательность действий). Повторное нажатие кнопки М  (или клавиши М) прекращает запись файла с именем default.mac. Этот файл доступен только в течение текущего сеанса.

v     Поля текущего имени схемы (Sheet) и кнопка выбора имени листа отража­ют установки, проведенные по команде Options/Sheets

в закладке Sheets. После щелчка по кнопке выбора появляется список всех листов проекта, а кнопками прокрутки открывается необходимый лист. Все листы схемы одного проекта содержатся в одном файле с расширением .sch.Добавление листов в проект осуществляется ко­мандой Options/Sheets/Sheets/Add.

v     Поля ширина линии и выбор

ширины линии дублируют команду Options/CurrentLine. Для добавления в список новой толщины линии необходимо щелкнуть по кнопке Line Width и ввести новое значение толщины линии (в мм - миллиметрах, mil - милах или in - дюймах). Тип линии  устанавливается командой Options/ Current Line в области Style диалогового окна.

Команды обзора рабочего окна

Команды обзора рабочего окна сгруппированы в меню View (рис 3.3) и изме­няют вид, масштаб изображения объекта и его положение в пределах рабочего окна[5].

Команда View/Redraw перечерчивает экран с целью удаления «сле­дов», оставшихся после редактирования изображения.

Команда View/Extent масштабирует изображение так, что на экран выводится все введенные на данный момент фрагменты проекта.

Команда View/Last выводит предыдущее изображение экрана.

Команда View/All выводит на экран все содержимое активного окно вместе с рамкой.

Команда View/Center (или нажатие на клавишу С) центрирует изоб­ражение относительно текущего положения курсора. Эта же клави­ша используется для панорамирования изображения при установке курсора на край экрана. Если курсор расположить на границе экра­на, то смещение изображения (панорамирование) выполняется при нажатии одной из клавиш со стрелками ( <, ^, >, v).

Команды View/Zoom In

или View/Zoom Out увеличивают или умень­шают изображение относительно координаты, указанной курсором, на величину параметра Zoom Factor, указанного в меню Options/ Configure. Изменение масштаба изображения удобнее производить при установке курсора в точку, относительно которой будет произве­дено изменение, и последующем нажатии на клавиши серый «+»

или серый «-». Команда View/Jump Location

перемещает курсор в точку с координатами, которые указываются в окнах диалогового окна, появ­ляющегося после выполнения указанной команды.

Контрольные вопросы

7)        Какие этапы автоматизированного проектирования РЭС Вы знаете?

8)        Какие задачи решает система P-CAD 2002?

9)        Перечислите состав программных модулей системы.

10)   Назовите основные технические характеристики системы.

11)   Каково назначение каждого из программных модулей системы?

12)   Поясните порядок запуска программных модулей системы?

13)   Как организован экран пользовательского интерфейса системы?

14)   Перечислите основные проектные процедуры и используемые программные модули при проектирования ПП средствами системы?

Основные этапы проектирования печатной платы в системе P-CAD

Проектировщик узла ПП РЭС обычно вместе с техническим за­данием на проектирование получает и ис­ходную электрическую схему.

Проект в САПР P-CAD представляется в двух видах - в виде схемы электрической принципиальной и в виде печатной платы (PCB). В соответствии с этим в САПР P-CAD

имеются два графических редактора:

v     схемный редактор P-CAD Schematic, обеспечивающий создание схемы электрической принципиальной,

v     технологический редактор P-CAD PCB, предназначенный для редактирования топологии печатной платы.

Основой проекта является библиотека радиоэлементов. Библиотечные элементы содержат как графическое описание, так и упаковочную информацию. Упаковочная информации представляет собой текстовое описание контактов и взаимные ссылки на нумерацию контактов в символах схемной библиотеки и посадочных местах технологической библиотеки. При этом состав электронной биб­лиотеки с условными схемными обозначениями элементов может быть либо неполным, либо вообще отсутствовать. В этом случае такая библиотека должна попол­няться самостоятельно. Создание библиотечных элементов является очень ответственным этапом, поскольку ошибки, внесенные с библиотечными элементами, обычно трудно исправляются.

Типичный порядок использования модулей системы P-CAD 2002 при выполнении процедур проектирования узлов печатных плат следующий.

v     Создание условных графических обозначений отдельных элементов электрических схем с помощью редактора символов Р-CAD Symbol Editor.

v     Разработка посадочных мест для всех конструктивных электрорадиоэлементов (ЭРЭ) электрической принципиальной схемы с помощью редактора корпусов P-CAD Pattern Editor.

v     Упаковка выводов конструктивных элементов (перенос схемы на ПП) средствами программы P-CAD Library Executive.

v     Разработка схемы электрической принципиальной с помощью графического редактора P-CAD Schematic.

v     Формирование контура печатной платы и размещение конст­

руктивных элементов на ней с помощью графического редактора

печатных плат P-CAD РСВ.

v     Трассировка проводников печатных плат.

Основные понятия

Проектирование РЭС представляет собой итерацион­ный процесс, состоящий из следующих этапов:

v системотехническое проектирование, при котором выбираются и формулируются цели проектирования, формируется структура будущего изделия, определяются его основные технико-экономические характеристики;

v     функциональное (схемотехническое) проектирование, в ходе которого выбирается функционально-логическая база, разрабатываются принципиальные электрические схемы изделия электронной техники в целом и ее составных частей, оптимизируются ее параметры;

v     техническое (конструкторское) проектирование, которое решает задачи синтеза конструкции изделия в целом, определяет компоновку и размещение элементов, разрабатывает топологию электрических соединений;

v     проектирование технологических процессов, которое предусматривает:

§         определение состава технологического оборудования для изготовления печатной платы (ПП),

§         подготовку необходимых организационно-технических мероприятий, связанных с обеспечением функционирования технологических линий изготовления печатных плат,

§         разработку правил подготовки проекта печатной платы для ее изготовления в единичном, мелкосерийном или крупносерийном вариантах.

v     изготовление ПП, проведе­ние испытаний, доработки по их результатам принципиальной или функциональ­ной схемы, внесения изменений в ПП и т.д.

Все эти этапы повторяются  до тех пор, пока не будут удовлетворены все требования технического задания.

С повышением сложности аппаратуры, переходом к более высоким диапазонам частот, применением сме­шанных аналого-цифровых устройств число итераций увеличивается. Связано это с тем, что аналитически трудно учесть паразитные эффекты, присущие как элек­тронным компонентам, так и проводникам печатных плат, и их взаимное влия­ние. Напри­мер, на фирме Phillips Semiconductor при разработке радиочастотных схем при­ходится изготавливать три варианта печатных плат.

Единственный выход из положения состоит в организации сквозного цикла автоматизированного проектирования аппаратуры, охватывающего как моделирование идеальной схемы, так и реальной конструкции. В частности, ее испытаниях при действии различных дестабилизирующих факторов и учете разброса пара­метров.

Основные технические характеристики системы P-CAD

Система P-CAD 2002

устанавливается на компьютер с процес­сором Pentium под управлением Microsoft Win­dows. На жестком диске она вместе с библиоте­ками и утилитами занимает более 250 Мб. Минимальный объем ОЗУ составляет 64 Мб, минимальное разрешение монитора 800´600.

Общие характеристики:

v     32-разрядная база данных;

v     разрешающая способность P-CAD РСВ и других программ равна 0,001мм;

v     до 100 открытых одновременно библиотек;                              

v     число компонентов в одной библиотеке - неограниченно;

v     до 64 000 электрических цепей в одном проекте;

v     до 10 000 выводов в одном компоненте;

v     до 5000 секций (вентилей) в одном компоненте;

v     до 2000 символов в атрибуте компонента;

v     до 2000 символов в текстовой строке;

v     до 20 символов в имени вывода, имени цепи, позиционном обозначении вывода (пробелы, знаки табуляции, точки и скобки не допускаются);

v     до 16 символов в имени типа компонента (пробелы и знаки табу­ляции не допускаются);

v     до 30 символов в позиционном обозначении компонента (двоеточие, пробелы, знаки табуляции, точка и точка с запятой не допускаются);

v     до 8 символов в имени файла (в том числе и при работе в среде Windows);

v     многошаговый «откат» вперед и назад. По умолчанию количество запоминаемых шагов установлено равным 10, но эту величину можно при необходимости изменить, редактируя файл конфигура­ции *.ini.

v     минимальный шаг сетки 0,1 mil в английской системе и 0,001 мм в метрической системе (1 mil = 0,001 дюйма = 0,0254 мм). Систему единиц можно изменять в любой фазе проекта,

Графический редактор принципиальных схем P-CAD Schematic:

v     до 99 листов схем в одном проекте, максимальный размер листа 60 х 60 дюймов;

v     поддержка стандартных форматов листов от А0 до А4 и др. форматов;

v     дискретность угла поворота компонента 90°;

v     работает утилита ERC для просмотра и сортировки ошибок в прин­ципиальных схемах;

v     перекрестные связи между P-CAD Schematic и P-CAD РСВ позволяют для выбранной на схеме цепи высветить на ПП соответствующий ей проводник и наоборот;     ,

v     возможна передача данных в программу моделирования Dr.Spice  A/D.

Графический редактор печатных плат  P-CAD РСВ:

v     до 99 слоев в ПП,  из них 11 слоев предварительно определены;

v     максимальный размер ПП 60 ´ 60 дюймов;

v     автоматическая коррекция принципиальных схем по изменениям в печатной плате и наоборот (коррекция "назад" и "вперед");

v     до 64 000 типов контактных площадок в проекте;

v     ширина проводника на ПП до 10 мм;

v     до 64 000 стилей стеков контактных площадок

v     контактные площадки различных форм: эллипс, овал, прямоугольник, скругленный прямоугольник,  сквозное переходное отверстие, перекрестье для сверления (target), непосредственное соединение,

v     тепловой барьер с 2 или 4 перемычками;

v     контроль соблюдения зазоров и полноты разводки ПП;

v     минимальный дискрет угла поворота текста и графических объектов - 0,1 град;

v     поддержка управляющих файлов фотоплоттеров Gerber и свер­лильных станков с ЧПУ типа Excellon.

Отчетность

Для получения  зачета  по  работе  студент  должен:

v     знать назначение и основные технические характеристики важнейших программ САПР P-CAD;

v     уметь самостоятельно  загрузить необходимые модули САПР P-CAD  и организовать работу над своим проектом;

v     знать назначение основных элементов интерфейса программных модулей P-CAD;

v     представить результаты выполненного практического задания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Разевиг В.Д. Проектирование многослойных печатных плат с помощью системы P-CAD. Руководство пользователя. - М.: ООО «ИЛЕКСА», 1992. - 368 с.: ил.

2.      Сучков Д. И. Проектирование печатных плат в САПР P-CAD 4.5, Р-CAD 8.5 и ACCEL EDA -M: Малип, 1998. - 576 с. ил.

3.      Разевиг В. Д., Блохнин С. М. Система P-CAD 8.5. Руководство пользователя.  - М.: ООО «ИЛЕКСА», 1996. - 288 с.: ил .

4.      Мактас М.Я. Восемь уроков по P-CAD 2001. — М.: СОЛОН-Пресс, 2003. — 224 с.: ил.

5.      Лопаткин А.В. Проектирование печатных плат в системе P-CAD 2001. Учебное пособие для прак­тических занятий. - Нижний Новгород, НГТУ, 2002.- 190 стр.

6.      Саврушев Э.Ц. P-CAD для Windows. Система проектирования печатных плат. Практ. пособие — М.: Издательство ЭКОМ, 2002. — 320. с.: ил.

7.      Стешенко В.Б. P-CAD. Технология проектирования печатных плат. — СПб.: БХВ-Петербург, 2003. — 720 с.: ил.

8.      Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Ч. Т. Романычева, А. К. Иванова, А. С. Куликов и др; Под ред. Э.Т. Романычевой. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1989. - 448 с.

[1]

Здесь и далее перед названием каждого программного модуля P-CAD приведены соответствующие пиктограммы, обеспечивающие его запуск.

[2] Символ (symbol) - файл (*.sym),

содержащий условное графическое обозначение (УГО) одной секции (вентиля) ЭРЭ. Включает информацию, отражающую функционирование ЭРЭ (код эквивалентности выводов), а также о структуре ЭРЭ в его физическом корпусе (упаковочная информация о количестве секций, выводов, их типах и т.д.).

[3]

Базовая программа P-CAD PCB

позволяет выполнить размещение компонентов только вручную, для автоматического размещения используется отдельная дорогостоящая программа SPECCTRA.

[4]

Управляющие файлы в формате  Gerber наиболее распространены для управления станками с числовым программным управлением  для автоматического сверления печатных плат

[5]

Аналогичный вид  и функции имеют меню View, Edit и т.п. и все остальные графические редакторы P-CAD 2002.

Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться со структурой и назначением основных программ САПР P-CAD (раздел 3 настоящих методических указаний).

2)        Ответить письменно на контрольные вопросы.

3)        Выполнить все предусмотренные программой лабораторной работы (раздел 5 настоящих методических указаний) практические задания.

4)        Выполнить и защитить отчет о выполненной работе.

Практические задания

1) Получить у преподавателя задание - схему электрическую принципиальную блока РЭС. Эта схема будет использоваться во всех дальнейших лабораторных работах.

2)        Внимательно изучить назначение проектируемого блока РЭС, условия его эксплуатации и т.п. Подумать над вариантами возможных конструктивных решений проекта и обсудить их с преподавателем

3)        Ознакомиться с расположением и взаимосвязью программ и библиотек САПР P-CAD, способом их вызова.

4)        Изучить способы управления работой над проектом (меню, горячие клавиши и т.д.).

5)        Подготовить каталог и необходимые файлы для своего проекта.

6)        Оформить отчет и защитить результаты работы у преподавателя

САПР семейства P-CAD

Одной из самых мощных, полных и последовательных систем диалогового автоматизированного проектирования многослойных ПП от начала до конца считается интегрированная система P-CAD [1-7],  представляющая собой комплект взаимосвязанных основных и вспомогательных программ, работающих на персональных компьютерах типа IBM PC. Программные средства системы P-CAD позволяют автоматизировать практически весь процесс проекти­рования электронных средств, начиная с ввода принципиальной схемы (ПС), ее моделирова­ния, упаковки схемы на ПП, интерактивного размещения электрорадиоэлементов (ЭРЭ) на ПП и автотрассировки соединений, вплоть до получения конст­рукторской документации и подготовки информации для производства плат на технологиче­ском оборудовании.

С 1989 г. в России получила самое широкое распространение САПР P-CAD 4.5 фирмы Personal CAD Systems для MS DOS [1, 2], работающая на IBM PC с 386-м процессо­ром при наличии 2 Мб оперативной памяти (ОП). Несмотря на то, что за истекшее с тех пор время существенно изменился компьютерный парк, САПР P-CAD 4.5 активно используется до сих пор по следующим причинам:

v     система P-CAD 4.5 занимает немного места на жестком диске;

v     в базы данных P-CAD 4.5 внесено огромное количество отечественных электрорадиоэлементов;

v     имеются русифицированные версии P-CAD 4.5;

v     создано большое количество драйверов для используемого в нашей стране технологи­ческого оборудования для автома­тизации производства: фотоплоттеров,  сверлильных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и т.д.;

v     разработано внушительное число вспомогательных программ, позволяющих автоматизировать процесс формирования текстовой и графической документации в соответствии с отечественными стандартами [2, 7].

Более поздняя версия - P-CAD

v8.5 для MS DOS [2, 3] значительно отличались от предыду­щих версий и требовала наличия 486-го процессора с объемом ОП не менее 4 Мб.
В марте 1998 года вышла «последняя» как было объявлено новым собственником САПР P-CAD - фирмой ACCEL Technologies версия P-CAD V8.7 для MS DOS [3].

В 1996 г. фирма ACCEL Technologies впервые представила версию широко известной системы разработки печатных плат P-CAD на платформе Windows. Обновленный продукт получил новое название ACCEL EDA [2], и требовал уже минимум 16 Мб ОП. Эта версия является удачным объединением САПР Tango PRO ("родным" продуктом фирмы ACCEL Technologies) и САПР P-CAD.

Осенью 1997 года была выпущена версия 13 версия ACCEL EDA,

в которой было увеличено число одновременно открытых библиотек с 10 до 99 и добавлена утилита Interoute Gold для ручной трассировки методом Push and Shove

(раздвигая и проталкивая мешающие проводники). С этого момента ACCEL EDA

приобрел широкую популярность среди разработчиков электронных устройств, но все же не такую, как P-CAD.

В начале 2000 г. произошло слияние двух ведущих разработчиков EDA (Electronic Design Automation) систем - фирм Protel International и ACCEL Technologies, ко­торые объединили свои совместные усилия под торговой маркой фирмы Protel. Новой версии программы — ACCEL EDA 15.1 [2], работающей на 32-разрядных операционных системах (Windows 95 или Windows NT) и про­цессорах Pentium с  24-32 Мб оперативной памяти, вернули старое название (удачный маркетинговый ход), и она стала называться P-CAD 2000. В состав пакета P-CAD 2000

был внедрен новый бессеточный трассировщик, который составил серьезную конкурен­цию использовавшемуся ранее трассировщику SPECCTRA фирмы CADENCE.

В январе 2001 г. появилась очередная версия этой системы — P-CAD 2001 [4, 5],  в которой  добавлен модуль моделирования аналоговых, цифровых и смешанных (ана­лого-цифровых) схем, использующий популярный стандарт SPICE.

В последней версии P-CAD 2002, наряду с повышением точности и надежности, переработаны многие элементы интерфейса.  Основным нововведением в P-CAD 2002 стала управляющая оболочка Design Manager (Менеджер Проектов), которая позволяет более просто и удобно просматривать и управлять данными.


Добавлены продержка иерархических структур и многостраничных схем, возможность просмотра документов перед печатью, контроль технологических ограничений.

Основным сдерживающим фактором (естественно, кроме финан­сового), ограничивающим замену на производстве старых версий P-CAD на P-CAD 2002, является неразвитость постпроцессоров, позволяющих перекодировать управляющие файлы формат отечест­венных фотоплоттеров и станков (ЧПУ). Существуют определенные проблемы в системе переподготовки инженеров на новые версии P-CAD и недостаток внимания к этому.

Скорее рано, чем поздно разработчик сталкивается также с проблемой создания библиотек компонентов. Как правило, необходимость в этом возникает при создании условных графических изображений компонентов (УГО) в соот­ветствии с действующими стандартами. Для создания библиотечных компо­нентов используются возможности графических редакторов Schematic

и РСВ, а для управления библиотеками - программа Library Executive. Про­тотип этой программы входил уже в версию P-CAD 4.5 под названием РС-СОМР. P-CAD 4.5 имеет отдельные библиотеки символов и корпусов, содержащих как графическую, так и повторяющуюся текстовую информа­цию. В отличие от ранних версий P-CAD, P-CAD 2002 имеет интегриро­ванные библиотеки, которые содержат графическую информацию о симво­лах и типовых корпусах компонентов и текстовую упаковочную информа­цию.

В интегрированной библиотеке P-CAD 2002 каж­дому условному графическому обозначению (Symbol) соответствуют несколько возможных вариантов корпусов (Pattern). Вся информация об упаковке компонентов заносится в таблицы, удобные для просмотра и ре­дактирования, благодаря чему удается практически устранить ошибки из-за несогласованного ввода упаковочной информации, возможные в системе P-CAD (хотя средства РС-СОМР позволяли в большинстве случаев выявить и устранить их). Библиотеки, созданные для предыдущих версий P-CAD, переносятся в P-CAD 2002 через текстовый формат PDF.

Рассмотрим подробнее состав, технические характеристики и  возможности системы P-CAD 2002.

Состав и возможности системы P-CAD

Система P-CAD 2002 представляет собой интегрированный пакет программ, предназначенный для проектирования многослойных печатных плат (ПП) радиоэлектронных средств (РЭС) [1, 2]. Она адаптирована к операционной среде Windows и использует все настройки и возможности последней.

На рис. 3.1 показаны основные программные модули P-CAD 2002.

Рассмотрим более детально назначение и возможности основных программ P-CAD 2002.

v

P-CAD Schematic[1] - графический редактор электрических схем.

Он предназначен для разработки схем электрических принципиальных (файлы с расширением .sch) и может применяться для создания условных графически) обозначений  (УГО) отдельных ЭРЭ. Редактор имеет систему всплывающих меню в стиле Windows, а наиболее часто при­меняемым командам назначены пиктограммы.

v  

P-CAD PCB (printed circuit board – печатная плата схемы) - графиче­ский редактор ПП, предназначенный для конструкторско-технологиче­ского проектирования  ПП. Он позволяет задавать размеры ПП, ширину проводников, величину зазоров, размеры и расположение контактных площадок, диаметры переходных отверстий (ПО), задавать экранные слои, маркировку, раз­мещение ЭРЭ, выполнять диалоговую трассировку проводников и форми­рование управляющих файлов для технологического оборудования.

 Редактор P-CAD РСВ может запускаться автономно и позволяет раз­мес­тить модули на выбранном монтажно-коммутационном поле и проводить ручную, полуавтоматическую и  автоматическую трасси­ровку проводников  с помощью вы­зываемого из управляющей оболочки P-CAD РСВ модуля-автотрассировщика P-CAD Autorouters.

Если P-CAD РСВ вызывается из редактора P-CAD Schematic, то предвари­тельно автоматически составляется список соедине­ний схемы, и на поле ПП переносятся изображения корпусов компо­нентов с указанием линий электрических; соединений между их выводами. Эта операция называется упаковкой схемы на печатную плату. Затем вычерчивается контур ПП, на нем размещаются компо­ненты и, наконец, производится трассировка проводников.
Инфор­ мацию об особенностях трассировки отдельных цепей можно с помо­щью стандартных атрибутов ввести на этапах создания принципиаль­ной схемы или ПП.

Модуль P-CAD Autorouters

включает два автотрассировщика:

v     Трассировщик  Quick Route относится к трассировщикам лабиринтного типа. Он предназначен для проектирования рисунка ПП не очень сложных электрических схем.

v     Бессеточный трассировщик Shape Based Router, предназначен для проектирования многослой­ных ПП с высокой плотностью расположения ЭРЭ и числом сигнальных слоев до 32. Он особенно эффективен при поверхностном монтаже корпусов элементов, выполненных в различных системах координат. Имеется возможность размещения проводников  под различными углами на разных слоях платы, оптимизации их длины и числа переходных отверстий.

Кроме того, из про­граммы P-CAD РСВ или автономно из среды Windows может быть осуществлен вызов SPECCTRA - программа ручного, полуавтоматического и автомати­ческого размещения ЭРЭ и трассировки проводников для ПП большой сложности с числом слоев до 256, разработанная фирмой Cadence.

В программе SPECCTRA

используется так называемая бессеточная Shape-Based - технология трассировки, позволяющая  повысить эффективность трассировки ПП высокой степени сложности с высокой плотностью размещения ЭРЭ, а также обеспе­чивающая трассировку одной и той же цепи трассами различной ширины. Программа SPECCTRA имеет модуль AutoPlace, предназначенный для автоматического размещения компонентов на ПП. Информация о ПП в SPECCTRA передается через редактор РСВ.

Применение шрифтов True Type позволяет использовать на схеме и ПП надписи на русском языке.

v  

P-CAD Library Executive - менеджер (администратор) библиотек, осуществляющий ведение и контроль библиотек ЭРЭ. Интегрированные библиотеки P-CAD содержат как графическую информацию о символах[2]

и корпусах ЭРЭ, так и текстовую информа­цию (число секций в корпусе ЭРЭ, номера и имена выводов, коды логической эквивалентности выводов и т.д.).



В интегрированной библиотеке каждому символу могут быть сопоставлены несколько вариантов корпусов. Библиотеки легко пополняются с помощью графических редакторов, а упаковочная информация о цоколевке ЭРЭ, логической эквивалентности выводов и т.п. координируется администратором библиотек. Вся текстовая информация об упаковке ЭРЭ и их атрибутах заносится в две таблицы, удобные для просмотра и редактирования. Тем самым исключаются ошибки несогласованного ввода этой информации. Библиотеки всех предыдущих версий P-CAD через текстовый формат PDIF переносятся в P-CAD 2002 и затем объединяются в интегрированные библиотеки.

 Имеются мастера создания символов и корпусов компонентов по всевозможным атрибутам.

Программа P-CAD Library Executive имеет встроенные модули:

v   P-CAD Symbol Editor - редактор для создания и редактирования символов элементов схем электрических принципиальных.

В поставляемых вместе с системой P-CAD библиотеках зарубежных цифровых ИМС имеются три варианта графики:

Normа1 - нормальный (в стандарте США),

DeMorgan - обозначение логических функций,

IEEE – в стандарте Института инженеров по электротехнике (наиболее близкий к российским стандартам).

v   Pattern Editor - редактор для создания и редактиро­вания посадочных мест и корпусов электрорадиоэлементов (ЭРЭ) на ПП.

Модуль имеет средства просмотра библиотечных файлов, поиска компонентов, символов и корпусов компонентов по всем возможным атрибутам.

v   InterPlace PCS - интерактивное средство размещения ЭРЭ  и задания правил проектирования в более удобной форме[3].

Размещение ЭРЭ выполняется с учетом имеющихся технологических требований. ЭРЭ могут быть объединены в физические или логические группы и размещены на плате, выровнены, перемещены или повернуты.

v   Signal Integrity - программа анализа электрических парамет­ров и паразитных эффектов в печатной плате.

Информация получается непосредственно из редактора топологии. Возможен расчет сопротивлений и длины проводников, поиск индуктивно связанных проводников, моделирование отражений от несогласованной нагрузки, анализ перекрестных искажений в двух вариантах.



v   Relay - упрощенный графический редактор ПП, предназначенный для коллективной работы над проектом.

Relay

является аналогом графического редактора P-CAD PCB с ограниченными возможностями. По окончании разработки ПП с его помощью можно просмотреть и проконтролировать соблюдение технологических норм, выполнить предварительное размещение компонентов, задать информацию о ширине ряда цепей и допустимых зазорах и передать эти данные конструкторам.

С помощью Relay печатные платы можно просматривать, вручную редактировать и выполнять вывод на принтеры и плоттеры. Нельзя создавать управляющие файлы фотоплоттеров и станков с ЧПУ, трассировать проводники в интерактивном и автоматическом режимах, создавать слои металлизации, выполнять корректировку проектов ECO и ряд других операций.

Relay не только средство просмотра ПП. С его помощью разработчик схем может выполнить расстановку компонентов на ПП, задать наиболее существенные атрибуты, которые будут использованы при автотрассировке (например, допустимые зазоры), и проложить наиболее критичные трассы. Затем эти результаты передаются конструктору для завершения разработки печатной платы с помощью PCB. Кроме того, с помощью Relay выполняется контроль технологических норм DRC и запускаются вспомогательные утилиты, образующие интерфейс DBX.

v     Утилиты DBX  (Data Base Exchange) совершают перенумерацию ЭРЭ, со­здают отчёты в требуемом формате, автоматически создают ЭРЭ, выводы которых расположены на окружности или образуют массив, рассчитывают паразитные параметры ПП и т.п.

v     Document Toolbox - дополнительная опция P-CAD РСВ и P-CAD Schematic для размещения на чертежах схем или ПП различных диаграмм и таблиц, составления различных списков и отчетов, которое динамически обновляются, таблиц сверловки, данных о структуре платы, технологической  учетной информации, размещения на чер­тежах схем списков соединений, выводов подключения питания и другой текстовой информации.Программа предназначена для расши­рения возможностей выпуска технической документации без использования чертежных программ типа AutoCAD. Document

Toolbox позволяет автоматизировать создание конструкторской документации, необходимой для производства проектируемых ПП.

v     CAMtastic! – так как графический редактор P-CAD PCB создает управляющие Gerber-файлы[4]

не всегда корректно, их доработка выполняется с помощью специальной программы CAMtastic!, поставляемой бесплатно вместе с P-CAD PCB (это может быть выполнено и с помощью других программ, например CAM350).

Учебный пример сквозного проектирования узла РЭС

Для ознакомления с типовыми проектными процедурами на всех этапах сквозного проектирования РЭС, на лабораторных  занятиях будем использовать следующие исходные данные. P-CAD 2002

Дан фрагмент схемы электрической принципиальной [4], включаю­щий основные электрорадиоэлементы, применяемые в современ­ной радиоэлектронной аппаратуре: микросхемы, транзистор, диод, резистор, конденсатор, катушку индуктивности, электрический соединитель (рис. 4.1).

При этом известно, что схема реализована на микросхемах типа К511ПУ2 и 133ЛА6, транзисторе КТ3102Г, диоде КД403А, резисторах ОМЛТ-0,125 (с номиналами 2,4 кОм, 10 кОм и 120 кОм), конденсаторах К73-15 и К10-43А, катушке ин­дуктивности Д1-1.2-1 и электрическом соединителе ОН-КС-10.

Требуется разработать узел печатной платы с использованием системы P-CAD 2002.

Выбор и редактирование объектов

Режим выбор объектов активизируется при нажатии клавиши S

или щел­чком мыши по пиктограмме Select Объект

 выбирается щелчком мыши, при этом имя выбранного объекта и его данные выводятся в строку информа­ции. Если один объект закрывает другой, то выбор невидимого объекта осу­ществляется повторным щелчком мыши или повторным нажатием на кла­вишу <Пробел> (при этом курсор должен находиться на выделенном объекте). Для добавления выбранных объектов к уже выделенным перед щелчком мыши нажимается и удерживается клавиша Ctrl. Щелчком мыши в свободной части рабочего окна выбор объектов отменяется.

Двойной щелчок левой клавишей по объекту позволяет редактировать все его атрибуты. Щелчок правой клавишей мыши (ПК) вызывает контекстно-зависимое меню команд.

При перемещении объекта его можно сдвигать на один или несколь­ко шагов сетки (не отпуская кнопку мыши нажимать соответствую­щую клавишу со стрелкой). Для изменения положения точки привяз­ки после выбора объекта в меню команд редактирования компонента выбирают команду Selection Point и щелчком мыши устанавливают новое положение точки привязки.

После выбора объекты можно:

v вращать (В),

v     отображать зеркально (F),

v     выравнивать (Align) по горизонтали и вертикали,

v     копировать в буфер обмена (Сору)

v     копировать в файл (Copy to File),

v     вставлять из буфера

v     пе­редвигать в нужное место рабочего поля.

В P-CAD можно выбрать отдельный элемент сложного компонента, например вывод символа, схемное имя или номер контакта компонен­та. Для этого перед щелчком мыши необходимо нажать и удерживать клавишу Shift. После выделения объекта и последующего щелчка правой кнопкой мыши по объекту вызывается контекстное меню, при­мер которого показан на рис. 3.4.

Полный перечень команд контекстного меню таков:

v    

Properties... - просмотр и редактирование характеристик выбран­ного объекта;

v     Сору

- копирование объекта в буфер обмена;

v     Copy Matrix... - множественное копирование объекта;

v     Cut - удаление выбранного объекта с сохранением его копии в бу­фере обмена;

v     Delete - удаление выбранного объекта;

v     Edit Nets... - редактирование атрибутов цепи;

v     Select Contiguous – выбор соприкасающихся элементов цепи;

v     Select Net - выбор всей цепи (включая фрагменты цепи, связан­ные с общей шиной);

v     Net Info... - вывод информации о цепи;

v     Highlight - окрашивание выбранного объекта;

v     Unhighlight - отмена предыдущей команды;

v     Highlight Attached Nets

- окрашивание цепей, подсоединенных к выбранным объектам;

v     Unhighlight Attached Nets

- отмена предыдущей команды;

v     Align - выравнивание компонентов на рабочем поле;

v     Selection Point - изменение положения точки привязки выбран­ного объекта или группы объектов.

Дополнительные возможности по выбору и редактированию парамет­ ров выбранных объектов предоставляют команда Options/Block Selection для редактора P-CAD Schematic, и команда Options/Selection Mask для редактора P-CAD

РСВ, которые настраивает фильтры и ре­жимы выбора параметров. Диалоговые окна указанных команд для со­ответствующих редакторов представлены на рис. 3.5 и рис. 3.6

В секции Items (Элемент) диалогового окна указывают элементы, ко­торые должны быть выбраны после выполнения операции блочного выбора. Некоторые элементы левого столбца имеют кнопки для зада­ния дополнительных параметров.

В секции Select Mode можно задать способ выбора: Inside Block

- вы­бор элементов, находящихся внутри блока, Outside Block

- выбор всех элементов,

находящихся вне блока, Touching Block



- выбор всех элементов, находящихся внутри блока и касающихся его контура. Выбор объектов, удовлетворяющих заданным условиям, производит­ся заданием на рисунке прямоугольного контура с помощью мыши. Все выбранные объекты подсвечиваются, и в дальнейшем их можно копировать, перемещать и редактировать.

При копировании графические данные из буфера обмена можно пере­давать в другие программы, работающие под управлением Windows: MS Word, Paintbrush и др. Эти же данные не передаются из графичес­кого редактора P-CAD РСВ в редактор P-CAD SCHEMATIC и наобо­рот. Для ускорения копирования в пределах одного листа необходимо выбрать нужный объект, нажать клавишу

Ctrl, и, не отпуская левую кнопку мыши, переместить копию объекта на новое место.

Изменение размеров объекта производится после его выделения, удерживанием курсора на одной из узловых точек объекта и после­дующим перемещением курсора в нужном направлении. Изменяют­ся, таким образом, размеры линий, проводников, шин питания и по­лигоны при захвате концов или изломов объектов.

Запуск системы

Запуск программ системы P-CAD 2002 выполняется следую­щим образом.

Щелчком левой кнопки мыши (ЛК) по кнопке «Пуск» в выпадающем меню команд «Программы» найти «P-CAD 2002» и щелкнуть ЛК по ней. В от­крывшемся меню ряд названий будет начинаться с P-CAD. Это и есть программные модули P-CAD 2002. Для запуска любого из них достаточно щелкнуть по требуемой пиктограмме, и программа откроется.

В том случае, если на компьютере запущена одна из программ P-CAD 2002, необходимо ЛК мыши щелкнуть по команде Utils

(Служебные команды) во второй строке сверху. Откроется выпа­дающее меню, в котором несколько пунктов начинаются с аббре­виатуры P-CAD. Щелчок ЛК мыши по требуемому названию за­пустит программу. При этом действующая программа не закроет­ся, а только свернется и к ней всегда можно будет вернуться.

---

---